浅谈桩基础技术的发展和新技术的应用问题
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【摘要】本文从探讨桩基础技术概念出发，详细阐述了桩基础技术所包含的内容和特点。接着笔者又深入分析了桩基础技术的发展问题。最后，关于桩基础新技术的应用问题，笔者做了观点性和理论性的论述分析。
【关键词】桩基础技术、发展、现状、新技术、应用
一、桩基础技术概念性分析
把基桩与连接于桩顶的承台组合在一起就是桩基础，如果桩身全都埋在土里，承台底面接触土体，就是低承台桩基，如果桩身上部分露在外面，就是高承台桩基。在建筑桩基中一般都是低承台桩基础。在高层的建筑中，使用比较多的也是桩基础。桩基础主要特点有以下几点：一是桩支承比较坚硬，或者是非常硬的持力层，竖向单桩承载力很高，群桩承载力也非常高，可以把高层建筑的所有竖向荷载都承担起来。二是桩基的竖向单桩刚度很大，群刚度也非常大，受自重的影响，不会有太大的不均匀沉降产生，这样才能保证建筑物的倾斜度在一定的范围之内。三是借助于较大的单桩侧向刚度以及整体抗倾覆的能力，可以对风与地震产生的水平荷载起到一定的抵抗作用，使高层建筑的稳定性得到加强。四是桩身通过对可液化土层的支承使土层更加坚实，对于地震导致的浅部土层液化以及震陷，桩基通过深部的稳固土层可以起到很好的抗压作用，进而使高层建筑的稳定性得到有效保证。
二、桩基础技术发展分析
在新石器时代，人们就能过桩筑平台来对居住点进行修建，主要是为了对猛兽起到一定的防侵犯作用，这种居住点就叫做湖上住所。在我国，出现最好桩基的地方是浙江省，通过原始社会居住的遗址发现了桩基住所。到了宋朝的时候，桩基技术得到了进一步的发展，相对比较成熟。到了明朝以及清朝的时候，桩基技术就更加成熟了。无论是桩基的选料与布置，还是在施工方法方面都得到了相应的规定。如今，我们国家存留的一些使用桩基的古建筑有上海市龙华镇的龙华塔，还有山西太原的晋祠圣母殿，都是中国现存的采用桩基的古建筑。桩基础技术也经历了数千年的发展，不管是桩基的材料，还是施工的方式都发生了很大的改变，目前，已有现代化的基础工程体系形成。在特定的情况下，使用桩基不但可以使施工现场的工作量减少，还能对材料的使用起到有效的控制。
桩基的施工方法有很多种，桩可以分成部分挤土桩、非挤土桩以及挤土桩等。如果根据施工方法细分的话，可以有三百多种的类型。发展至今，施工方法在不断的改善与变化。
以埋入式桩为例，本文仅列出三大类，实际上细分可有80种以上类型。所谓中掘施工法桩，是把小于桩径30～40mm的长螺旋钻或钻杆端部装有搅拌翼片的螺旋钻及钻斗钻等插入桩的中空部，在钻头附近的地层连续钻进，使土沿中空部上升，从桩顶排土的同时将桩沉设。在施工中通常将桩端注入压缩空气和水，促进钻进的同时也使桩沉设顺利。为使桩获得更大的承载力，桩埋入孔中后可分别采用量终打击方式、桩端加固方式或扩大头加固方式。按中掘埋入工艺、钻机、承载力发挥方法及采用的预制桩种类等，中掘施工法桩又可细分为40余种桩型，而预钻孔埋入式桩亦可细分为40余种。以泥浆护壁法钻孔扩底灌注桩的成孔方法为例，亦有40种以上，扩底方式可分为反循环扩底、钻斗钻扩底、正循环扩底及潜水钻扩底等。其中反循环扩底方式又分为扩刀上开、扩刀下开、扩刀滑降及扩刀推出等方式；钻斗钻扩底方式又分为水平推出、滑降及下开和水平推出并用等方式。以桩端压力注浆为例，注浆工艺可分为闭式注浆和开式注浆两大类，桩端压力注浆施工工艺的核心部件――桩端压力注浆装置又可分为预留压力注浆室、预留承压包、预留注浆空腔、预留注浆通道及预留特殊注浆装置五大类，两者组合，目前已有20余种桩端压力注浆桩工法，其中国内有18种。
三、常用桩基础技术工艺选择分析
桩型的选择应考虑以下原则：一是“因荷载制宜”，即上部结构传递给基础的荷载大小是控制单桩承载力要求的主要因素。二是“因土层制宜”，即根据建筑物场地的工程地质条件、地下水位状况和桩端持力层深度等，通过比较各种不同方案桩结构的承载力和技术经济指标，选择桩的类型。三是“因机械制宜”，即考虑本地区桩基施工单位现有的桩工机械设备，如确实需要从其他地区引进桩工机械时，则需要考虑其经济合理性。四是“因环境制宜”，即考虑沉桩过程中对环境的影响，例如打入式预制桩和打入式灌注桩的现场，就要考虑振动、噪声以及油污对周围环境的影响；泥浆护壁钻孔桩和埋入式桩就要考虑泥水、泥土的处理，否则会造成对环境的不利影响。
总而言之，在对桩型以及工艺进行选择的时候，一定要对建筑物的特点以及荷载的性质，还有对桩的使用功能与建筑物的安全等级进行相应的分析，除此之外，还要分析地形、水文地质条件、工程地质条件、施工环境、施工机械设备以及施工经验，还要考虑采用的不同施工方法、工期及造价要求等，最终选择一种较为经济且安全性能又高的桩型与成桩工艺。
通过大量的施工实践可以表明，我们国家较为常用的桩型，具有如下特点：大直径桩与普通直径桩是并存的，预制桩与灌注桩是并存的，部分挤土桩与挤土桩也是并存的，另外，就施工工艺上来说，振动法与静压法是并存的，一些先进的工艺设备与以前比较落后的工艺设备也是并存的等等。通过这些现象我们可以看出，在我国，每一种桩型都会找到与其相适应的地层土质，以及较为适合的环境与需求，为其不断的完善、创新以及发展提供更好的条件。
四、新时期桩基础新技术应用分析
首先，刚性桩和柔性桩的复合桩基有关技术。这种复合桩基的技术主要是通过刚性桩与柔性桩之间对基础荷载的共同承担而形成的一种技术。刚性桩自身具有较高的强度，桩长也比较长，通过对刚性桩特长的利用，把上部结构荷载传递给深层，把较深范围内的土层承载力调动起来。而柔性桩可以把较浅层土的承载力提高上来，并且具有较短的桩长，通过这一点的利用，就可以发挥出深层与浅层土的承载力。进而形成了刚性桩以及柔性桩共同作用下的复合桩基。因为桩材料具有较好的经济性，又充分发挥了土的承载力，取得了较好的经济效果，对浅层土层比较软弱的地区以及深层土层较好的地区是非常适用的。
其次，就是钻孔压浆桩技术。钻孔压浆桩主要是通过长臂螺旋钻机进行钻孔的，等到了预定的深度以后，就会通过钻头向孔内进行水泥浆的喷注，与此同时向上提钻，等浆液到达没有塌孔的危险存在时方可停止，钻孔完成后就可以把钢筋笼放置在孔内，再放入粒料一直到孔口为止，之后通过补浆管向孔内进行再次补浆，一直到孔口方可停止。此种技术主要的特点就是没有噪音、没有震动、没有泥浆护壁。因为是高压注浆，所以具有密实的桩基，同时对周边的土体有明显的渗透和加固作用，承载力与普通的灌注桩相比得到很大的提高，并且具有良好的经济性。
还有，关于预制小方桩复合桩基技术，这种技术是通过小方桩与承台下的地基土同时承担外荷载的一种技术，对于多层建筑以及小高层建筑是非常适合的。其在沉桩时也具有一定的灵活性，但要注意的是，采用锤击法时不能用重锤。这种桩基在小城市中得到了广泛应用。
最后要提的是多节挤扩灌注桩技术，这种技术主要是建立在灌注桩成孔技术基础上的，利用挤扩设备在成孔的多个部位自下而上逐个挤扩成盘、岔（肢），按设计要求完成多次挤扩后取出挤扩设备，立即进行灌注桩的各项工艺成桩，这种桩的特点是承载力特别好。
参考文献：
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